皮 敏 胡 萍 罗 柱 杨再建 潘大顺

铜仁学院大数据学院，贵州 铜仁 554300

一、问题的提出

传统“填鸭式教学”，学生学习盲目听从教师和家长的安排，缺乏自己的思考和规划。教师上课形式单一枯燥，学生缺乏学习兴趣，学习停留于理解与记忆层面，未能深入掌握知识。教学评价过分注重考试成绩导致学生只关注“考点”，学习处于被动状态。“互联网+”时代，教学形式发生巨变，网络教学逐渐普及。教师在相应软件上传课件资料，学生利用手机便能随时随地学习，好像实现了师生双赢，但经新冠肺炎疫情防控期间的居家网课学习后，暴露了线上教学的问题。

比如说学生学习情况教师不能及时得到反馈，学生遇到问题未能及时得到解决等。因此，单一采用某种教学模式不能满足现实需要，而将线上、线下两种模式进行结合形成的混合教学模式或许能全面促进学生学习，提升学习效率和思维能力。

二、混合教学模式研究现状

（一）计算思维发展型课堂

杜威提出：“思维来源于经验，人在解决问题时采用明智的学习方法称作思维”。基于该理解进而提出应在学生学习过程提供能引发思维的问题情境，教师布置任务、提出问题、引导学生探究来发展学生的思维。［1］周以真教授提出了计算思维的概念，她认为计算思维不应被认为是计算机专业人员所独有的能力，而应作为每个人的基本技能。她对计算思维的解释是：运用计算机基础知识对问题进行分解、模式识别、抽象和算法设计最终实现问题解决的整个思维活动。

“思维发展型课堂”最早出自《从思维技能到思维发展型课堂》一书，作者麦吉尼斯针对思维发展型课堂一词做出解释，“Thinking Classrooms”译为思维发展型课堂，也可直译为充满思考的课堂［2］。传统课堂与思维发展型课堂最大的区别是，思维发展型课堂的重点是学生能深入学习知识及利用习得的知识解决问题。［3］

（二）混合教学模式现状

随着信息技术发展，网络教学凭借自身不受时间空间限制及开放自主性等特点受到越来越多师生的欢迎，但单一线上教学存在因学生自制能力差导致学习效率低、教师对学生遇到的问题处理不及时等情况。

混合教学模式便很好地解决了传统教学和线上教学出现的问题，教师利用中国大学MOOC、雨课堂等网络学习平台进行线上教学，利用网络技术丰富教学形式，促进学生学习的同时提升学习兴趣和自学能力。［4］

三、思维发展型混合式教学模式设计

混合式教学模式需要教师对教学内容、评价进行精心设计。教师对整体内容抽象分解后根据实际情况安排线上线下的学习内容，教学活动始终秉承“学生是学习的主体”的原则。教学评价根据制定的教学目标对教学过程中教师和学生的任务完成情况、表现情况进行检验。

（一）混合教学模式过程设计

教学过程分为课前准备、课堂教学、课后提升三个环节，以“学生是学习的主体，教师是教学的引导者”为教学核心，利用网络平台和线下教学相结合的方式高质量完成教学。［5-6］

课前准备，教师对教学内容进行整合分析后制作成微视频上传到“雨课堂”课件库，根据教学目标针对不同水平学生设计不同等级任务。学生选课后对任务进行查阅和学习，存在疑问的地方可在线交流，完成学习后在平台试卷库进行理论知识测试。

课堂教学，教师采用螺旋模型逐层发展学生思维，利用网络资源结合教学内容设计问题情境，通过任务引导学生将问题简单化并思考得到初步解决方案，师生对方案的有效性及合理性进行评价。［7］第二轮优化学生自主思考将问题模式化并归纳出规律，综合评价后进入第三轮优化。学生通过小组讨论将问题抽象化，教师引导学生对同类型问题总结得到最终解决方案。

课后提升，学生在线完成课后拓展及过关测试。教师对学生学习情况、课堂表现进行综合评价同时教师对教学过程进行总结反思。

（二）混合教学模式教学评价设计

对实施混合式教学前后学生能力进行测评，对同一学生测评需综合考虑学生自身发展情况，学习兴趣与参与度、计算思维及问题解决能力是否得到发展。［8］对同一水平学生可采取在教学前后准备几项任务，通过任务完成情况对学生能力进行检验，能一定程度上消除个体差异，教学评价应满足基本原则。［9］

1.评价内容多样化

教学评价作为检验教学成果的方式，一定程度上能促进师生共同发展。教师对学生学习态度、任务完成情况对学生能力进行评价。能力包括高级思维能力、抽象能力、合作交流能力等，评价内容应从多方面展开。

第三步，根据方法计算每个变量系数：变量系数=主成分Xi的成分矩阵系数/对应特征值的平方根×方差权重Wi+主成分Xj的成分矩阵系数/对应特征值的平方根×权重Wj计算每个变量的系数+主成分Xk的成分矩阵系数/对应特征值的平方根×方差权重Wk，结果如下：

2.评价过程多元化

混合式教学重视学生的参与性，师生相结合的评价体系更具有效性。学生评价包括自评、组评和组间互评三方面，自评有利于学生对自己学习行为进行反思，组内、组间评价在能相互认识优缺点的同时提升语言表达能力及团队协作能力。［10］

3.评价设计的科学性和有效性

评价应遵循相应原则，客观性：要求教师客观公正对待每位学生，不能凭主观感受评判。指导性：分析评价结果，找到原因后对学生作出指导性建议。整体性：评价时不能将某一教学活动分离开来，要针对整个过程全方位、多角度地分析总结。

（三）混合式教学模式教学案例

1.课前准备

2.课堂教学

教师准备二进制数字游戏需要的教具，利用游戏创设生动的问题情境以此激发学生的学习兴趣，游戏之前提问学生问题。学生发现规律后，进而抛出进一步深入问题，学生通过情景观察，发现规律，学生解决新增卡片图案问题后，教师继续布置任务。

创设游戏情景，首先讲解游戏规则：五张卡片代表五个数，手持卡片图案朝向自己表示该数不用，记为0，图案背向自己表示用该数，记为1，教师随机说一个数，学生利用卡片组合出该数。正确组合后，记录该数由0和1表示的结果。三轮游戏后，学生思考讨论组合的规律。学生掌握利用0和1表示十进制数后，教师随机出五个数引导学生不用卡片得到相应组合，逐步将用0、1表示十进制数这一问题模式化，学生根据规律解决问题后总结出二进制数原理。

3.课后提升

线上过关测试，教师布置任务：将5个二进制数转化为十进制数，这需要学生逆向思考，发展学生计算思维。最后拓展学习：除二进制、十进制还有其他进制吗？其他进制该如何表示？教师利用问卷调查了解学生学习情况同时对整个教学环节进行反思总结。

四、计算思维发展教学实证

本研究基于应用混合教学模式的不插电的计算机科学课程进行教学实证，设计《大学生计算思维能力问卷调查》，以选修本课程全体学生为研究对象，共发放49份问卷，回收49份，回收率为100%。其中利用SPSS22.0中标识异常和对个案内的值计数两项操作，对无效问卷进行筛选共得到有效问卷共48份，有效率为98%。

通过对问卷进行可靠性分析得到Cronbach’s Alpha系数为0.761，表明问卷信度良好。对问卷中：你是否了解计算学科和计算思维？你平时是否接受过计算思维训练？利用描述统计操作对问题进行频率分析，通过回答情况分析学生对计算思维的了解程度。从分析结果知多数学生平时没有接受过计算思维训练，但经过课程学习后大多数学生对计算思维有了基本了解。

为检测在课程学习后学生是否能利用计算思维解决问题，故在问卷中设计相关案例。结果表明学生经过课程学习后，计算思维能力的发展参差不齐，大多数学生能较好利用计算思维思考及解决问题。利用问题：你认为学校开设计算学科培养计算思维能力的课程是否具有价值？分析计算思维的受重视程度，结果如表1。91.8%的学生认为开设计算学科课程对培养学生的计算思维能力具有一定价值。

表1 计算思维受重视程度

五、总结与反思

基于计算思维发展型混合式教学模式的研究在本校公共选修课不插电的计算机科学课程中进行了实践应用。通过课堂教学的问卷调查、解决问题的思维分析可发现混合式教学模式中的课前线上学习有效激发了学生的学习兴趣。同时混合式教学模式对发展学生的思维能力、问题解决能力具有极大的促进作用。混合式教学模式在传统教学模式的基础上融入网络教学，丰富教学形式的同时弥补了传统教学的不足，学生在课堂中从被动学习转变为主动的探究学习。但混合式教学模式也存在不足之处，还需多轮实证进行优化。

（一）教学模式设计不足

1.课前准备：学生学习微视频后，虽然在线会进行随堂测试检验学生对知识的掌握情况，但与学生实际的学习情况存在出入。

2.课堂教学：利用螺旋模型进行多轮循环优化的方式进行教学时，教师引导学生对问题进行分解、模式化及抽象化，学生对知识掌握程度的差异会导致部分学生能顺利解决问题，部分学生则跟不上课堂教学。

3.课后提升：学生独立完成课后提升，若遇到问题未能及时解决会影响下一节课的线上学习。

（二）教学评价不足

教师在课堂中组织学生进行自评、互评满足评价多元化、整体性、客观性的要求，但教师在评价中是否满足科学性原则及是否能促进学生发展，这些方面在实际教学中需验证和强化。

（三）教学实证不足

关于学生对计算思维的了解情况、计算思维的实际应用及对计算思维的重视程度这几项数据进行了分析，但未针对学生整个学习过程进行全面了解，教学模式是否具有有效性及是否能真正发展学生的计算思维未能考证。

六、结语

尽管混合式教学模式存在较多不足，但实际教学效果经过实证是富有成效的。通过对混合式教学模式进行研究，将线上与线下教学进行结合，实现学生掌握知识、提升能力及发展思维的目的。对于存在的不足，将在未来研究中不断改进完善，最终实现师生相互促进、共同发展。